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一種基于DFB激光器的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法
。 2.2.1 熱電制冷器(tec)的選擇 tec 的選擇與溫控電路的設(shè)計(jì)必須要以熱流量為基礎(chǔ)。熱流量可以通過(guò)melcor 公司的一個(gè)專(zhuān)用軟件aztec 方便地計(jì)算出來(lái)。參數(shù)設(shè)置如圖2 所示，計(jì)算得到的熱功率為6.76w。熱功率與絕緣材料和厚度也很有關(guān)系。我們用的電壓為5v，所以tec 上的壓降在3～4v 左右。考慮到貼片器件的承受能力，電流控制在2～4a。最后選擇melcor 公司的dt3-4。圖2 熱流量的計(jì)算 2.2.2 溫控驅(qū)動(dòng)電路溫控采用了linear 公司的ltc1923egn 芯片。該芯片是一個(gè)脈寬調(diào)制器，特地為tec器件單雙向的驅(qū)動(dòng)電路研制，其典型的溫度設(shè)定精度可以達(dá)到0.1°c。ltc1923 采用開(kāi)關(guān)方式通過(guò)控制圖3 所示的h 型橋電路來(lái)控制tec 的制冷與制熱。當(dāng)pa 和na 開(kāi)通的時(shí)候，pb和nb 關(guān)閉，電流正向流過(guò)tec；反之，反向流過(guò)tec。r75 為取樣電阻，取樣得到的差分電壓反饋給ltc1923。如果tec 的壓降為3.5～4v，電流為3.5~4a，則電流回路上其他器件的壓降總和為1~1.5v，電阻為0.25～0.4ω。所以場(chǎng)效應(yīng)對(duì)管的
利用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器電流的精度控制
間可能相當(dāng)長(zhǎng)。目前采用半導(dǎo)體tec 來(lái)實(shí)現(xiàn),因?yàn)樗蛇x擇調(diào)整溫度值處在工作溫度范圍的中間。tec 可做為熱泵或做為熱源,這取決于電流方向。某些系統(tǒng)(如冰箱和大功率處理器冷卻) 只用tec 的冷卻特性。另一些應(yīng)用(如晶振和saw 濾波器) 利用熱流的兩個(gè)模式。并且該控制器是真正雙向的,使溫度從冷端到熱端之間沒(méi)有死區(qū)。tec 的驅(qū)動(dòng)電路通常采用“h”橋式,由兩個(gè)互補(bǔ)的達(dá)林頓管或mos 管構(gòu)成。對(duì)h 橋的驅(qū)動(dòng)宜采用開(kāi)關(guān)式驅(qū)動(dòng)方式,開(kāi)關(guān)式驅(qū)動(dòng)方式功耗小、效率高。對(duì)于開(kāi)關(guān)式驅(qū)動(dòng)方式可以使用ltc1923 等專(zhuān)用芯片驅(qū)動(dòng)。其原理如圖3 所示。 drv592 是ti ( texas instruments) 公司出品的高效、大功率h 橋電源驅(qū)動(dòng)集成塊,輸出電壓范圍從2. 8 v 到5. 5 v ,最大輸出電流為3a。drv592 需要外部pwm觸發(fā)(兼容ttl 邏輯電平) ,內(nèi)置過(guò)流、欠壓和過(guò)熱(130 ℃) 保護(hù)和電平指示。業(yè)界最小封裝( 9mm ×9 mm 32 腳powerpadtm扁平封裝模式) ,具有- 40 ℃到85 ℃工業(yè)用溫度范圍標(biāo)準(zhǔn)。值得一提的是該芯片集成了4 個(gè)大功率
二極管激光器驅(qū)動(dòng)電源的研制
能保證ld 具有穩(wěn)定的輸出波長(zhǎng)、輸出功率及最大的效率。同樣溫度對(duì)ld 泵浦的倍頻晶體的工作的影響也很大。圖3 dpl 的溫度-波長(zhǎng)曲線溫度調(diào)節(jié)用半導(dǎo)體制冷器（tec）是一種依據(jù)帊兒帖效應(yīng)工作的固體熱泵，體積小、重量輕、無(wú)噪音、制冷效率高，特別適合對(duì)有效空間進(jìn)行溫度控制。它的冷、熱端方向由電流方向決定，溫度的高低與電流大小成正比。在對(duì)激光器工作溫度的穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)所，一般都采用雙向溫控。激光二極管的tec 溫控器電路，有專(zhuān)用的控制芯片，如美國(guó)linear 公司的ltc1923?？紤]成本，這部分電路自行設(shè)計(jì)。激光器組件的測(cè)溫元件采用熱敏電阻，與半導(dǎo)體致冷器配合即可完成對(duì)激光器的精密溫度控制。通過(guò)自動(dòng)溫度控制電路，可把激光器的溫度控制在圓緣益依園援1益的范圍內(nèi)，使激光器的工作穩(wěn)定。熱敏電阻測(cè)量激光器管芯溫度，將其與給定電壓比較，進(jìn)行相應(yīng)硬件或算法處理后，輸出一定電壓（電流）給tec，tec 就對(duì)激光器進(jìn)行制冷或加熱，使激光器溫度穩(wěn)定在所要求的值。激光器的溫控系統(tǒng)必須滿足控制精度高、溫度穩(wěn)定性好的要求，而且，必須是雙向控制的，以適應(yīng)外界溫度變化和激光器工作
分析EML激光器溫控電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用
敏電阻，但其控制電路需采用專(zhuān)用芯片或自行設(shè)計(jì)，否則激光器不能正常工作。常用的tec控制電路包括2個(gè)pwm降壓變換器、4個(gè)開(kāi)關(guān)（s1~s4）、2個(gè)二極管（d1和d2）、2個(gè)濾波電感（l1和l2）、2個(gè)電容（c1和c2）。tec與電容c1并聯(lián)分別接pwml和pwm2降壓變換器，pwml和pwm2產(chǎn)生的輸出直流電壓為v1、v2.提供給tec的電流itbc=（v1-v2）/rtrc,rtec為tec兩電極間的阻抗。這種控制電路典型應(yīng)用于maxim公司的max8521、maxl968以及l(fā)inear公司的ltc1923芯片中，主要存在以下的缺點(diǎn)： ①emi較大?？刂齐娐分械膬蓚€(gè)濾波電感會(huì)對(duì)周?chē)a(chǎn)生電磁干擾，且濾波電感的回路阻抗易發(fā)生突變而導(dǎo)致產(chǎn)生尖銳的脈沖。 ②外圍電路器件數(shù)量龐大。溫度的反饋信號(hào)以及其參數(shù)設(shè)置均采用模擬電路，從而使應(yīng)用的成本和復(fù)雜性增加，tec工作參數(shù)的設(shè)置不靈活。 ③tec的溫控精度不高。由于采用的是模擬的控制方式，外接誤差積分的運(yùn)算放大器以及數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的量化誤差都在一定程度上限制了tec的控制精度。 ④模式切換較復(fù)雜?？刂齐娐吩陔ppwm降壓變換器驅(qū)動(dòng)模式下采取模擬的控制

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